كيف ستغير الكاميرات الموجودة أسفل الشاشة شاشاتنا إلى الأبد

لعقود من الزمن، عشنا مع حقيقة تكنولوجية مزعجة: لا يمكن للكاميرات وأجهزة الاستشعار الأخرى أن تشغل نفس المساحة التي تحتلها شاشاتنا. ولهذا السبب، وعلى نحو متزايد، الهواتف الذكية الاعتماد على "الشق" المخيف كوسيلة لتعظيم نسب الشاشة إلى الجسم مع الحفاظ على الكاميرا الأمامية وأجهزة الاستشعار الأخرى.

بعض صانعي الهواتف، من ممن لهم ل ون بلس، وتغلب على هذه المشكلة باستخدام الكاميرات المنبثقة الآلية، بينما لجأ إليها آخرون ثقب الثقوب في شاشات العرض لتزويد الكاميرا بثقب خاص بها. وهذا هو السبب أيضًا أحدث أجهزة الكمبيوتر المحمولة المتطورة لا تزال تحتوي على حواف واضحة حول شاشات العرض الخاصة بها. ال كاميرا ويب يحتاج إلى منزل ويبدو أن لا أحد يرغب في العيش مع وجود درجة أو ثقب في جهاز الكمبيوتر.

ولكن اتضح أن الكاميرات والشاشات ليست غير متوافقة تمامًا كما تبدو. بفضل التحسينات في تقنيات التصنيع، فإن هذين الخصمين على وشك إنهاء نزاعهما الإقليمي طويل الأمد. هذا ليس توقعًا بعيدًا. إنه يحدث الآن.

بحلول نهاية عام 2021، سنرى أول هواتف ذكية مزودة بكاميرات غير مرئية تحت الشاشة (UDC). أجهزة الكمبيوتر المحمولة، أجهزة لوحية، و أجهزة التلفاز سوف يتبع.

كيف سيتم تحقيق ذلك، وكيف سيغير طريقة استخدامنا لهذه الأجهزة؟

إليكم لمحة عن مستقبل الكاميرا الخفية لدينا.

لماذا إخفاء الكاميرا؟

إن الشكوى من ثقب الهاتف أو ثقبه أو إطار الشاشة الكبير هو التعريف الدقيق لمشكلة العالم الأول. والحكم من أرقام مبيعات أبل الرائعة، لا يعد أي من هذه الآثار الجانبية للكاميرات الأمامية بمثابة كسر للصفقات بالنسبة للمشترين.

ولكن بغض النظر عن الجماليات، هناك ثلاث فوائد رئيسية لإخفاء الكاميرات خلف شاشات العرض.

أولاً، يتيح لك صنع هواتف تحتوي على شاشات حقيقية تمتد من الحافة إلى الحافة. تبدو مقاطع الفيديو والصور أفضل، ويمكن لمطوري التطبيقات الاستفادة من كل ملليمتر مربع في تصميماتهم - كل ذلك مع الحفاظ على جسم الهاتف صغيرًا قدر الإمكان.

ثانياً، من وجهة نظر التصميم والتصنيع، إذا كان من الممكن وضع الكاميرات وأجهزة الاستشعار في أي مكان، مع قيود أقل على حجمها وإمكانية رؤيتها، فإن ذلك يعيد رسم خريطة تصميم الهاتف. تعد البطاريات الأكبر حجمًا والهواتف الأقل سمكًا والمزيد من أجهزة الاستشعار والكاميرات الأفضل كلها من الإيجابيات المحتملة.

لكن الفائدة الثالثة، وربما الأكبر، هي القدرة على توجيه الكاميرا نحو أنظارنا.

تعمل الكاميرات الموضوعة في الحواف أو الشقوق على إنشاء نظرة مألوفة ومحرجة إلى الأسفل والتي تحدث أثناء مكالمات الفيديو. يقول مايكل هيلاندر، الرئيس التنفيذي لشركة مقرها تورونتو: "في معظم الأوقات، لا تنظرون إلى بعضكم البعض فعليًا عندما تتحدثون عبر دردشة الفيديو". أوتي لوميونيكس قال الاتجاهات الرقمية. "إن الوضع الحالي لكاميرات مؤتمرات الفيديو في جميع هذه الأجهزة هو دون المستوى الأمثل حقًا."

ربما فكر هيلاندر في هذه المشكلة أكثر من غيره. تقوم شركته بإنشاء مواد متخصصة تتيح تحقيق ما كان مستحيلًا في السابق، وهو جعل شاشات العرض شفافة بدرجة كافية بحيث يمكنك وضع كاميرا خلفها.

بمجرد وضع الكاميرا خلف الشاشة، ستجعل تفاعلات الفيديو الخاصة بنا تبدو وكأنها تبدو في النهاية تفاعلات شخصية وحقيقية – تغيير قواعد اللعبة لا يمكن أن يأتي في وقت أفضل في ظل قيود فيروس كورونا عالم.

كيف تجعل الشاشة شفافة؟

يهيمن نوعان من شاشات العرض على تكنولوجيا الشاشة. الأكثر شيوعًا هي شاشات الكريستال السائل (LCD)، والتي تشمل تلفزيونات LED وأجهزة تلفزيون QLED. والثاني عضوي الصمام الثنائي الباعث للضوء (OLED)، يهيمن على الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية، ويتزايد استخدامه في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وحتى سطح المكتب المراقبين

تكون شاشات LCD شفافة بالفعل عندما لا تكون قيد الاستخدام - ولهذا السبب ترى خلفية رمادية على شاشة الآلة الحاسبة عندما لا تكون الأجزاء ذات الأرقام السوداء نشطة. لكن الاستفادة من هذه الشفافية لالتقاط صورة تشكل عقبات فنية كبيرة، خاصة عندما تأخذ في الاعتبار الحاجة إلى الإضاءة الخلفية.

من ناحية أخرى، فإن الجزء النشط من شاشة OLED يكون رقيقًا مثل الورق. يتم قياس طبقاته المختلفة بالنانومتر، مما يجعله المرشح المثالي للشفافية. إن الطبقة العليا من المعدن التي يبلغ سمكها نانومترًا هي بالفعل شفافة للضوء المرئي، ولكن ضوء الأشعة تحت الحمراء محجوب تمامًا.

لذا يصبح السؤال، كيف يمكنك زيادة شفافية OLED دون الإضرار بالشاشة من خلال القواطع؟

أحد الحلول التي يفضلها Xiaomi وOppo في نماذج UDC الأولية الخاصة بهم هو الاعتماد على الشفافية المتأصلة في بكسل OLED. عندما لا يتم استخدام بكسل OLED لإصدار الضوء، فإنه يسمح بدخول الضوء. لذلك يمكنك وضع كاميرا خلف شاشة OLED وستكون قادرة على جمع ما يكفي من الضوء لالتقاط الصور. ولكن هناك مشكلة: لا تزال بحاجة إلى وضع الكاميرا في أعلى الشاشة أو أسفلها، لأنه عندما عندما تكون الكاميرا نشطة، يجب إيقاف وحدات البكسل OLED الموجودة فوقها، مما يؤدي إلى إنشاء منطقة سوداء مؤقتة على الشاشة شاشة. يعد هذا النهج حلاً لمشكلة الثقب والثقب، لكنه لا يفعل شيئًا لحل مشكلة النظرة إلى الأسفل.

هناك طريقة أخرى لتحقيق الشفافية وهي إنشاء ثقوب مادية صغيرة تتناسب بين وحدات البكسل في الشاشة، ولكن هذا أمر صعب للغاية في حد ذاته.

أول هاتف متوفر تجاريًا مزود بكاميرا تحت الشاشة - زد تي إي أكسون 20 5 جي — تستخدم هذه التقنية، ولكنها تعاني أيضًا من تسوية أقل من مثالية. تحتوي الهواتف الذكية الحديثة على وحدات بكسل كثيفة بشكل لا يصدق. ال ايفون 12 برو يحتوي على شاشة عرض بدقة 460 بكسل في البوصة، مما يعني أن هناك أكثر من 200000 بكسل في البوصة المربعة الواحدة. سوني اكسبيريا XZ بريميوم كان لديه شاشة ضخمة تبلغ 807 بكسل في البوصة (أكثر من 650.000 بكسل لكل بوصة مربعة).

يعد عمل الثقوب بين تلك البكسلات، حتى باستخدام الليزر، أمرًا صعبًا للغاية لدرجة أن شركة ZTE اضطرت إلى إزالة بعض البكسلات من المنطقة الموجودة فوق الكاميرا لشراء بعض المساحة الإضافية. والنتيجة هي مربع ذو دقة أقل بشكل ملحوظ على الشاشة.

والأمر الملاحظ أيضًا (بسبب حجم الثقوب) هو الكاميرا نفسها، والتي تصبح مرئية في بعض الزوايا.

قد لا يزعجك قسم الشاشة ذو الدقة المنخفضة عندما يكون بالقرب من الجزء العلوي، في منطقة تُستخدم غالبًا للحصول على معلومات غير مهمة. لكن قلة من الناس قد يقبلون مثل هذا الانخفاض الواضح في الدقة في منتصف شاشة هواتفهم، وهو ما نحتاجه لمواجهة مشكلة النظرة إلى الأسفل.

انظر وانظر

ولكن هناك خيار ثالث. ماذا لو، بدلاً من الاعتماد على وحدات البكسل الشفافة، أو إحداث ثقوب في الشاشة بعد التجميع، يمكنك إنشاء ملايين الثقوب الصغيرة في كل طبقة من شاشة OLED أثناء التصنيع؟

ومن خلال عملية تعرف باسم الزخرفة، جعلتنا تقنيات التصنيع الحالية قريبة بشكل مثير من هذا السيناريو.

وقال هيلاندر: "نحن نعرف كيفية القيام بذلك في طبقة ترانزستور الأغشية الرقيقة TFT". "نحن نعرف كيفية القيام بذلك في القطب السفلي. نحن نعرف كيفية القيام بذلك في الطبقة التي تشكل جميع وحدات البكسل المختلفة. ولكن الطبقة المعدنية العليا، المعروف أيضًا باسم الكاثود، ولم يتم إنشاؤه مثل هذه الطبقات الأخرى، وهذا يشكل هندسة فريدة من نوعها تحدي.

ثقوب ذاتية التجميع

الكاثود المعدني العلوي ليس عبارة عن صفيحة معدنية بالمعنى التقليدي. فبدلاً من ربط صفيحة معدنية منفصلة بأعلى الشاشة، يتم تبخير الجزيئات المعدنية والسماح لها بالتكثف على السطح بأكمله، وهي عملية تعرف باسم ترسيب البخار.

والمشكلة هي أنه بمجرد ترسيب تلك الطبقة المعدنية، لا توجد طريقة لتشكيلها. وهذا يقودنا إلى صلصة OTI Lumionics السرية.

وقال هيلاندر: "إن التكنولوجيا التي قمنا بتطويرها هي وسيلة لتشكيل ملايين الثقوب الصغيرة في تلك الطبقة أثناء عملية التصنيع من خلال ما يسمى بالتجميع الذاتي". "عندما تضع كل هذه المواد معًا، ستشكل بشكل طبيعي كل هذه الفتحات الصغيرة في الشاشة، الملايين منها."

ويدعي هيلاندر أن عملية التجميع الذاتي تعمل على أي حجم شاشة، وتتيح للمصنعين تحديد عدد الفتحات المطلوبة - من فتحة واحدة فقط إلى مليار فتحة.

وبمجرد وجود هذه الفتحات، يمكن للضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء المرور عبرها دون عوائق.

ثق ولكن تحقق

من المثير أن نعتقد أننا سنكون قادرين قريبًا على إجراء مكالمات فيديو أكثر طبيعية، ووضع تضع الكاميرا الموجودة أسفل الشاشة عبئًا أكبر على الشركات المصنعة لتوفير خصوصية جديرة بالثقة مقاسات.

سنحتاج إلى نوع من المؤشرات الموثوقة عندما تكون الكاميرا نشطة وطريقة موثوقة بنفس القدر لتعطيلها. نظرًا لأنه موجود أسفل الشاشة، فلا توجد طريقة لحجب العدسة فعليًا دون حجب المحتوى على الشاشة أيضًا.

قامت Apple مؤخرًا بتحديث نظام التشغيل iOS لإظهار نقطة خضراء صغيرة بالقرب من النوتش عندما تكون الكاميرا الأمامية قيد الاستخدام، ونقطة برتقالية لإظهار عندما يكون الميكروفون نشطًا. هذه طريقة جيدة لإعلامنا بما يجري، لكننا بحاجة إلى شيء أكثر.

مكبرات الصوت الذكية مثل جوجل نيست ميني يأتي مزودًا بمفاتيح فعلية يمكن استخدامها لتعطيل الميكروفونات. بافتراض أنه لا توجد طريقة للتغلب على موضع المفتاح عن بعد، فإنه يوفر مستوى جيد جدًا من الثقة. يجب أن تكون هناك آلية مماثلة على أجهزة التلفاز والشاشات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة بشكل قياسي بمجرد أن تصبح الكاميرات غير مرئية.

متى ستبدأ الكاميرات الموجودة أسفل الشاشة في الظهور؟

لدى OTI Lumionics بالفعل اتفاقيات مع العديد من الشركات المصنعة للهواتف الذكية الصينية، ولكن نظرًا لقيود السرية، لا يمكن تسمية هذه الشركات حتى الآن. ويشير هيلاندر إلى أن "العديد منهم لديهم نماذج أولية للهواتف التي تم تصنيعها ويبدو كل شيء رائعًا، لكن لا أحد منهم يرغب في الكشف عن أي شيء علنًا حتى يصبح جاهزًا لاستقباله". إعلانات المنتجات الرسمية الفعلية. إنه واثق من أننا سنرى نماذج الكاميرا الجديدة الموجودة تحت الشاشة في وقت ما في عام 2021، على الرغم من أنها قد تظل حصرية في السوق الصينية حتى 2022.

وكم ستكون كلفتها؟

لقد كنت مستعدًا تمامًا لأن يخبرني هيلاندر أن الهواتف الذكية الأكثر تميزًا فقط هي التي تفرض أسعارًا 1000 دولار أو أكثر، سيكون أول من يتم تسويقه مع UDCs. لكن من المتوقع أن تكون النماذج الأولى من الفئة المتوسطة الهواتف. ويعزو ذلك إلى المنافسة الشرسة بين العلامات التجارية الصينية في أسعار تتراوح بين 400 إلى 600 دولار سوق الهواتف الذكية، مما أدى إلى الرغبة في تجربة الميزات الجديدة بشكل أسرع، حتى لو فشلوا في ذلك يمسك.

توصيات المحررين

• تضع ZTE كاميرا جديدة تحت العرض بسعر 799 دولارًا Axon 40 Ultra
• ترى شركة أوبو أن الساعة الذكية والرقاقة والكاميرا الموجودة أسفل الشاشة جزء من مستقبلها
• تعمل تقنية أوبو الجديدة والمثيرة على إخفاء كاميرا السيلفي أسفل شاشة الهاتف